(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象物は電子部品であり、前記測定対象界面は、前記電子部品の内部の、接合材で電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であり、前記測定対象界面を前記演算部で測定したのち、前記測定対象界面での前記電極接合部の接合状態を前記演算部で評価する超音波測定方法。
【請求項２】
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内の複数の界面の内で最大振幅強度を有する界面である超音波測定方法。
【請求項３】
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内に埋め込まれた埋設物の表面である超音波測定方法。
【請求項４】
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記測定対象物が、半導体パッケージであって、前記基準界面が、前記半導体パッケージの内部の、前記接合材で前記電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であって、かつ材質の異なる２つの層の界面に位置する、超音波測定方法。
【請求項５】
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記超音波の波形信号を受信するとき、前記超音波探触子から送信された前記超音波が前記測定対象物の複数の界面で反射した超音波の波形信号を受信し、
さらに、前記基準界面での波形信号を検出した後でかつ前記測定対象界面を前記演算部で測定する前に、前記超音波探触子と前記測定対象物とを近づけながら受信した波形信号に基づいて前記超音波探触子の位置を調整する超音波測定方法。
【請求項６】
測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象界面を前記演算部で測定するとき、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を基準に、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号より後に検出された波形信号を予め入力された良品の波形信号と比較し、その比較結果により前記測定対象界面の評価を行う超音波測定方法。
【請求項７】
電子部品内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記電子部品の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記電子部品の測定対象界面を前記演算部で測定して評価を行い、
良品評価された前記電子部品を製品とする、電子部品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定方法、及び、電子部品製造方法に関するものであり、特に、超音波照射方向において複数の界面が交差する測定対象物に対して行う超音波測定方法、及び、超音波測定方法により測定されて良品評価された電子部品を製品として製造する電子部品製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物の内部を測定するための装置として、発信された後に対象物の内部で反射した超音波を用いて測定する超音波測定装置がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
従来の超音波測定装置として、半導体パッケージ内部の測定を行う超音波測定装置について説明する。
【０００４】
図１１は、従来の超音波測定方法の概略構成図である。なお、図面間の相対的な位置関係を明確にするために、図面中にＸＹＺ軸を表示している。
【０００５】
図１１において、超音波測定装置１は、超音波を受発信するための超音波探触子２と、送信する超音波の周波数等の超音波測定条件を入力するための入力部３と、超音波探触子２及び入力部３から得られた情報を処理して超音波探触子２の動作を制御するための制御部４と、超音波波形等の測定結果を表示するための表示部５と、から構成されている。
【０００６】
超音波測定装置１の動作について簡単に説明する。
【０００７】
入力部３で入力された測定条件に基づいて、制御部４で超音波探触子２の動きを制御しながら発信された超音波は、容器内の水６を媒体として半導体パッケージ７に照射される。そして、測定対象物である半導体パッケージ７で反射した反射波を、超音波探触子２で受信する。その受信した反射波を制御部４にて処理することで、半導体パッケージ７の良否判定及び画像化を行い、表示部５にて結果を表示する。
【０００８】
ここで、超音波探触子２は、受発信のどちらの用途にも用いている。また、制御部４は、超音波探触子２で受信した反射波を電圧に変換して増幅するパルサレシーバと電圧波形の強度値を画像化する画像処理部とを含んでいる。
【０００９】
また、半導体パッケージ７は、超音波照射方向（図１１のＺ軸方向）に対して多層構造を有し、複数の界面を有するパッケージである。
【００１０】
従来の超音波測定について、より詳細に説明するために、図１１の測定部付近を拡大し、半導体パッケージ７の構造と合わせて説明する。
【００１１】
図１２は、従来の超音波測定の概略図である。
【００１２】
図１２において、半導体パッケージ７は、上面に基板側電極を有する基板８と、基板８の各基板側電極に設けられた接合材の一例としてのハンダ９と、ハンダ９によって基板８の基板側電極と接合されるインターポーザ側電極を有するインターポーザ１０と、半導体チップ１１と、インターポーザ１０と半導体チップ１１を接続するリード線１２と、半導体チップ１１を覆う樹脂モールド１３とで構成されている。
【００１３】
図１２に示すように、ここでは、半導体パッケージ７の水没時の例を示しており、液体（水）６の中に載置された測定対象物の具体例である半導体パッケージ７では、水６と樹脂モールド１３との界面と、樹脂モールド１３とインターポーザ１０との界面と、インターポーザ１０とハンダ１１との界面といった複数の界面が形成されている。
【００１４】
この構成で、超音波探触子２からの超音波が半導体パッケージ７に照射されると、半導体パッケージ７で反射した反射波を超音波探触子２で受信した場合、その信号は、複数の波が重なり合った波形となる。この波形について説明する。
【００１５】
図１２に示したような複数の界面を有する半導体パッケージ７を超音波測定した場合、図１３に示す波形が得られる。
【００１６】
図１３は、従来の超音波測定における超音波波形を示す図である。この波形を用いて、測定箇所の良否判定を行う方法について説明する。
【００１７】
図１３に示すように、内部に複数の界面を有する半導体パッケージ７を測定した場合、複数の波が重なり合っているため、測定箇所（界面）を定義することは困難である。
【００１８】
そこで、超音波波形が安定して発生する半導体パッケージ７の表面を基準とし、その表面からの時間遅れ（位相のずれ）を用いることで、測定箇所（界面）を定義する。
【００１９】
図１３においては、まず、半導体パッケージ７の表面からの表面波に対して、時間軸上のトリガ１４（時刻ｔ０）を設ける。続いて、半導体パッケージ７の内部の構成に基づいて、測定箇所での反射波に対して、トリガ１４をゼロ基点としたゲート１５（時刻ｔ１）と呼ばれる時間領域を設定する。そして、このゲート１５の区間（時間領域）内で、閾値と比較することにより、測定箇所の評価を行う。
【特許文献１】特開平０５−３３３００７号公報
【特許文献２】特開平０６−２９４７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、この方法では、同一種類の２つの半導体パッケージを連続して超音波測定した場合、測定精度が低下するという問題が発生する。この問題について説明する。
【００２１】
図１４は、従来の超音波測定による超音波反射波の波形を示す図である。
【００２２】
同一種類の２つの半導体パッケージを連続して超音波測定すると、図１４に示す波形が得られる。２つの半導体パッケージでの反射波は、図１４に示すように、第１の半導体パッケージでの反射波は反射波１６とし、第２の半導体パッケージでの反射波は反射波１７として、それぞれ時間軸上でずれた状態で得られる。
【００２３】
従来の超音波測定では、最初に反射波１６に基づいて設定したトリガ１８（時刻ｔ２）、ゲート１９（時刻ｔ３）を用いて、反射波１７の測定箇所の評価を行う。そのため、図１４に示すように、ゲート１９（時刻ｔ３）は、反射波１７の本当の測定箇所（時刻ｔ４）とは、大きくずれてしまう。
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対しても、高精度な超音波測定方法、及び、電子部品製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対しても、高精度な超音波測定方法、及び、電子部品製造方法を提供するために、本発明は以下のように構成する。
【００２６】
本発明の第１態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象物は電子部品であり、前記測定対象界面は、前記電子部品の内部の、接合材で電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であり、前記測定対象界面を前記演算部で測定したのち、前記測定対象界面での前記電極接合部の接合状態を前記演算部で評価する超音波測定方法を提供する。
【００２７】
本発明の第２態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内の複数の界面の内で最大振幅強度を有する界面である超音波測定方法を提供する。
【００２８】
本発明の第３態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記基準界面が、前記測定対象物内に埋め込まれた埋設物の表面である超音波測定方法を提供する。
【００２９】
本発明の第４態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記波形信号を検出するとき、前記測定対象物が、半導体パッケージであって、前記基準界面が、前記半導体パッケージの内部の、前記接合材で前記電極同士が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であって、かつ材質の異なる２つの層の界面に位置する超音波測定方法を提供する。
【００３０】
本発明の第５態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記超音波の波形信号を受信するとき、前記超音波探触子から送信された前記超音波が前記測定対象物の複数の界面で反射した超音波の波形信号を受信し、
さらに、前記基準界面での波形信号を検出した後でかつ前記測定対象界面を前記演算部で測定する前に、前記超音波探触子と前記測定対象物とを近づけながら受信した波形信号に基づいて前記超音波探触子の位置を調整する超音波測定方法を提供する。
【００３１】
本発明の第６態様によれば、測定対象物内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記測定対象物の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記測定対象物の測定対象界面を前記演算部で測定するに際し、
前記測定対象界面を前記演算部で測定するとき、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を基準に、前記基準界面での前記反射波の前記波形信号より後に検出された波形信号を予め入力された良品の波形信号と比較し、その比較結果により前記測定対象界面の評価を行う超音波測定方法を提供する。
【００３２】
本発明の第７態様によれば、電子部品内の複数の界面でそれぞれ反射した超音波の波形信号を超音波探触子で受信し、
前記超音波探触子で受信した前記波形信号の振幅に基づいて前記電子部品の内部の基準界面での反射波の波形信号を演算部で検出し、
前記基準界面での前記反射波の前記波形信号を始点として特定された前記電子部品の測定対象界面を前記演算部で測定して評価を行い、
良品評価された前記電子部品を製品とする、電子部品製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対して、時間遅れのずれ等の影響を従来よりも大幅に軽減することができ、高精度に超音波測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
【００３７】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を説明する。本発明の超音波測定装置及びその方法として、測定対象物である電子部品、例えば、半導体パッケージの内部の測定を行う超音波測定装置及びその方法について説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１の超音波測定方法を実施するための超音波測定装置の概略構成図である。
【００３９】
図１Ａにおいて、超音波測定装置２０は、超音波を受発信するための超音波探触子２１と、超音波探触子２１を互いに直交するＸＹＺ軸方向にそれぞれ独立して駆動する超音波探触子駆動部２１ａと、超音波測定条件を入力するための入力部２２と、超音波探触子２１及び入力部２２から得られた情報を処理して超音波探触子２１の動作を制御するための制御部２３と、超音波波形等の測定結果を表示するための出力部の一例としての表示部２４と、を備えている。
【００４０】
この超音波測定装置２０の動作について簡単に説明する。
【００４１】
超音波探触子２１は、その下端が水槽２５ａ内の水２５内に配置され、測定対象物の一例としての半導体パッケージ２６は、水槽２５ａ内の水２５内の所定の測定対象物配置位置に配置されている。そして、例えばおよそ１０〜１００ＭＨｚの周波数帯の超音波を水２５を媒体として半導体パッケージ２６に照射し、半導体パッケージ２６内の複数の界面でそれぞれ反射した反射波を受信可能としている。
【００４２】
ここで、図１Ａにおいて、水槽２５ａの底面に平行な面沿いでかつ互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とし、さらに、これらの平面と直交する方向をＺ方向とする。
【００４３】
超音波探触子駆動部２１ａは、例えば、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とに、超音波探触子２１をそれぞれ移動させるＸＹＺロボットで構成している。なお、超音波探触子２１と超音波探触子駆動部２１ａと後述する送信回路７０と後述する受信回路７１とにより、超音波送受信装置の一例を構成している。
【００４４】
制御部２３には、超音波探触子２１と入力部２２と表示部２４とが接続されている。
【００４５】
入力部２２は、キーボード、マウス、タッチパネル、若しくは、音声入力などの各種入力装置を使用して、作業者が数値などの超音波測定に必要な情報を入力する機器、又は、半導体パッケージ２６のＣＡＤデータ（例えば、半導体パッケージ又は基板の、各層の材料、厚み、各辺の寸法、音響インピーダンス、半導体チップの位置、接合部の位置などを含む）及び水槽内の半導体パッケージ２６の配置位置の位置座標データ、超音波照射の条件（口径、焦点距離、パワーなど）などの超音波測定に必要な情報を入力する機器である。入力部２２は、さらに、測定位置データメモリ７７と判定部７５とマスターデータ保持メモリ７６と（さらには、後述する基準界面判定部８０と）にそれぞれ記憶させるための、他のサーバー又は記録媒体などのデータベースとの接続端子を備える。入力部２２からは、一例として、測定条件が入力されて、測定位置データメモリ７７と判定部７５とマスターデータ保持メモリ７６とにそれぞれ記憶される。すなわち、測定位置データメモリ７７には、駆動制御部７８に必要な情報が入力部２２から入力されて記憶される。判定部７５の内部メモリには、判定部７５に必要な情報が入力部２２から入力されて記憶される。マスターデータ保持メモリ７６には、データ演算部７４に必要な情報が入力部２２から入力されて記憶される。測定条件の例としては、走査エリアと、走査ピッチと、トリガ位置と、トリガ幅と、ゲート位置と、ゲート幅となどが挙げられる。超音波探触子２１の走査エリア（被測定部、すなわち、測定すべき部分）として、半導体パッケージ２６のどの範囲を測定するかを設定する（言い換えれば、ＸＹ平面位置及びＺ位置を設定する）。例えば、走査エリアとして、半導体パッケージ２６の全面、あるいは、半導体パッケージ２６の一部、あるいは、半導体パッケージ２６内で複数エリアとすることも可能である。また、走査ピッチとは、反射波の波形データ（波形信号）を取得するための機械分解能（ＸＹ平面）を意味する。１つの例としては、数μｍ〜１００μｍピッチでデータを取得することができるが、これに限るものではない。トリガ位置、トリガ幅、ゲート位置、ゲート幅とは、測定時間信号の基準位置指定のための信号（トリガ信号）とその基準信号からの時間オフセットを持つ測定開始位置信号（ゲート信号）に関するものである。トリガ位置の設定は、この実施の形態１では重要であり、詳細は後述するように、例えば、半導体パッケージ２６の内部の特徴箇所（電極接合部又は電極接合部の近くの部分でかつ音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面）とする。トリガ幅は、使用する超音波探触子の波長程度に設定する。例えば１００ＭＨｚの超音波を送信可能な超音波探触子であれば、１波長は１０ｎｓであり、超音波探触子から出ている超音波の実際の波数が１．５波長とすると、トリガ幅は１５ｎｓでよい。ゲート位置の設定としては、予め作成されたマスターデータから、ゲート位置を、演算部の一例としてのデータ演算部７４で設定することが考えられる。ゲート幅は、通常は、着目する時間帯の反射波幅にデータ演算部７４で設定し、多くの場合は、正弦波１周期分、あるいは、それ以下の長さにデータ演算部７４で設定する。半導体パ��ケージ２６に使用する超音波の周波数帯は、およそ１０〜１００ＭＨｚの間であり、従って、ゲート幅は１０〜１００ｎｓにデータ演算部７４で設定されることが多い。ゲート数は、測定対象とする界面の情報が不明な場合、他のゲート情報と比較するために、複数個設定される。このように設定したゲートの区間内で、後述するように、主に波形強度値で、半導体パッケージ２６の被測定部（例えば、電極接合部）の良否判定を行う。良否判定方法の一例としては、ゲートの区間内の波形強度の最大値及び最低値（負の最大値）、又は、絶対値の最大値などを使用して、それらの値と、接合状態が良好であることを示す閾値とを比較して、良否判定することができる。良否判定方法の具体的な一例としては、ＯＫ／ＮＧ（良否）の判定値を予め設定しておき、それを閾値として用いる。一例として、図１５Ａ及び図１５Ｂでは、閾値を１００とし、その閾値を最大値が超えた場合がＯＫ（良品判定）、その閾値を最大値が下回る場合がＮＧ（不良品判定）としている。閾値の決め方は、実際の不良品を計っていく中で決定していく。
【００４６】
なお、以下の測定ステップを行う前段階（測定開始前の段階）で、一例として、入力部２２から波形のマスターデータ条件（測定開始時間位置、時間幅など）の情報を入力してマスターデータ保持メモリ７６に記憶させることにより、波形のマスターデータをマスターデータ保持メモリ７６に予め作成しておく。音速の精度、又は／及び、各層の厚みのばらつきを考慮して、マスターデータとしては、ある程度の時間幅を持たせる必要がある。一例として、１５ｎｓである。マスターデータの時間幅は、使用する超音波探触子の周波数帯で決める。その決め方は、例えば、ある周波数帯（例えば１００ＭＨｚ）での１波長の長さ（１０ｎｓ）が決まり、更に実際に出ている超音波の波数（１．５波長）で設定時間幅（１５ｎｓ）を決めるのがよい。
【００４７】
表示部２４は、一例としてのディスプレイで構成され、制御部２３の後述するデータ処理部７３で受信した情報を基に所定の演算及び判定を行ったのちに画像化された判定結果をディスプレイに表示する。
【００４８】
制御部２３は、超音波探触子２１に接続されて超音波を発信する送信回路７０と、超音波探触子２１に接続されて超音波探触子２１で受信した超音波を電圧に変換して増幅するパルサレシーバー（受信回路）７１と、受信回路７１に接続されて受信された反射波の信号をデジタル情報に変換するＡ／Ｄ回路７２と、Ａ／Ｄ回路７２からのデジタル情報が入力されて所定のデータ処理（例えば、測定波形の強度値の画像化）を行うデータ処理部７３とを備えている。制御部２３は、さらに、測定位置データメモリ７７と、超音波探触子駆動部２１ａと測定位置データメモリ７７にそれぞれ接続されかつ測定位置データメモリ７７に記憶された情報を基に超音波探触子駆動部２１ａを駆動制御する駆動制御部７８とを備えている。
【００４９】
データ処理部７３は、超音波反射波の波形信号の基準信号となるマスターデータを予め記憶する基準信号記憶部の一例としてのマスターデータ保持メモリ７６と、マスターデータ保持メモリ７６とＡ／Ｄ回路７２とに接続されかつマスターデータ保持メモリ７６に記憶された情報とＡ／Ｄ回路７２からのデジタル情報とに基づき演算を行う演算部の一例としてのデータ演算部７４と、データ演算部７４に接続されてデータ演算部７４での演算結果に基づき良否判定動作を行う判定部７５とを備えている。
【００５０】
入力部２２で入力された測定条件に基づいて、制御部２３の送信回路７０及び駆動制御部７８による駆動制御の下で超音波探触子２１の動きを制御しながら、超音波探触子２１から発信された超音波は、水２５を媒体として半導体パッケージ２６に照射される。そして、測定対象物である半導体パッケージ２６で反射した反射波を、超音波探触子２１で受信する。その受信した反射波を制御部２３にて処理することで、半導体パッケージ２６の良否判定及び画像化を行い、表示部２４にて結果を表示する。すなわち、受信した情報を基に制御部２３の受信回路７１で超音波受信信号を電圧に変換して増幅し、Ａ／Ｄ回路７２でデジタル情報に変換したのち、データ処理部７３のデータ演算部７４に入力する。データ演算部７４にて波形処理及び画像処理等を行うことで、判定部７５で半導体パッケージ２６の界面の良否の判定及び判定結果の画像化を行っている。画像化された判定結果は、表示部２４の一例としてのディスプレイに表示される。
【００５１】
ここで、超音波探触子２１は、１つの超音波探触子を受発信のどちらの用途にも用いて、全体構造を簡素なものとしている。
【００５２】
また、半導体パッケージ２６は、超音波照射方向（図のＺ軸方向）に対して多層構造を有し、複数の界面を有するパッケージであり、超音波が照射されて発生する反射波の波形信号の検出により、前記複数の界面の境界面の接合状態が測定される被測定物体（測定対象物）のことである。
【００５３】
半導体パッケージ２６の具体的な多層構造は、図２に示す構造である。超音波は、半導体パッケージ２６の内部にも透過し、内部の界面からも反射波が発生する。従って、超音波探触子２１で受信する反射波の信号は、複数の界面から発生した複数の波が重なりあった波形信号となる。
【００５４】
実施の形態１の超音波測定について、より詳細に説明するために、図１Ａの被測定部（測定されるべき部分）付近を拡大し、半導体パッケージ２６の構造と合わせて説明する。
【００５５】
図２において、半導体パッケージ２６は、一例として、基板２７と、その基板２７の上面に設けられた基板側パッド２８と、その基板２７と接合されるインターポーザ２９と、そのインターポーザ２９の下面に設けられたインターポーザ側パッド３０と、基板側のパッド２８とインターポーザ側パッド３０とを接合するための接合材の一例としてのハンダ３１と、インターポーザ２９とフリップチップ接続（図示せず）等で直接接続された半導体チップ３２と、半導体チップ３２を覆う樹脂モールド３３とで構成されている。
【００５６】
このような半導体パッケージ２６は、以下のようにして製造される。
【００５７】
まず、下面に多数のインターポーザ側パッド３０を有するインターポーザ２９の上面に半導体チップ３２がフリップチップ接続等で接続される。
【００５８】
次いで、絶縁性の合成樹脂でインターポーザ２９上の半導体チップ３２を覆い、樹脂モールド３３を形成する。
【００５９】
その後、ハンダ３１が、インターポーザ２９の各インターポーザ側パッド３０又は基板２７の各基板側パッド２８のいずれかに形成される。
【００６０】
次いで、ハンダ３１を介してインターポーザ２９の各インターポーザ側パッド３０と基板２７の各基板側パッド２８とを接続する。
【００６１】
このようにして製造することにより、製造時に、後述するように基準界面（接合部良否判定用基準面）として機能しうる界面を作り込むようにする。すなわち、超音波照射時に反射して超音波の波形信号が取得可能な基準界面が、半導体パッケージ２６の内部の、ハンダ３１で電極同士（基板側のパッド２８とインターポーザ側のパッド３０と同士）が接合される電極接合部又は前記電極接合部に隣接した部分であって、かつ材質の異なる２つの層の界面に位置するようにしている。具体的には、一例として、インターポーザ２９とインターポーザ側パッド３０との間の音響インピーダンス差が、他の２層間の音響インピーダンス差と比較して、最も大きくなるように、インターポーザ２９とインターポーザ側パッド３０との材質をそれぞれ選定して使用する。より具体的な例としては、後述するように、インターポーザ２９の材質としてエポキシ樹脂を用い、インターポーザ側パッド３０の材質として銅を用いればよい。
【００６２】
基板２７の材料はエポキシ樹脂であり、基板側パッド２８の材料とインターポーザ側パッド３０の材料は銅（Ｃｕ）であり、インターポーザ２９の材料はエポキシ樹脂である。また、ハンダ３１の材料は、Ｓｎ／Ｐｂ／Ｃｕ、若しくは、Ｓｎ／Ｐｂ／Ａｇといったハンダ合金、及び、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、若しくは、Ｓｎ／Ｃｕといった鉛フリーハンダである。半導体チップ３２の材料はＳｉであり、樹脂モールド３３の材料はエポキシ樹脂とフィラー（ＳｉＯ2）の混合物である。なお、実施の形態１での半導体パッケージ２６としては、一例として、パッケージサイズとシリコンサイズとが同じであるＣＳＰパッケージを用いている。
【００６３】
また、基板２７の厚さは数１００μｍで、内部の音速は２，５００ｍ／ｓである。、基板側パッド２８とインターポーザ側パッド３０の厚さはそれぞれ数１０μｍで、内部の音速は４，７００ｍ／ｓである。インターポーザ２９の厚さは１００〜３００μｍで、内部の音速は２，５００ｍ／ｓである。ハンダ３１の厚さは１００μｍで、内部の音速は３，２００ｍ／ｓである。半導体チップ３２の厚さは２００〜３００μｍで、内部の音速は８，５００ｍ／ｓである。樹脂モールド３３の厚さは４００〜７００μｍで、内部の音速は３，９３０ｍ／ｓである。なお、上記超音波の音速値は、被測定物体の温度によって変動する。そこで、本実施の形態１では、上記音速値を満たす温度で一定に保たれているとする。また、温度測定部（図示せず）を用いて、被測定物体の温度を測定し、音速を補正することで、より高精度にできる。
【００６４】
図２に示すように、水２５と樹脂モールド３３との界面と、樹脂モールド３３とインターポーザ２９との界面と、インターポーザ側パッド３０とハンダ３１との界面といった複数の界面が形成されている。
【００６５】
以上説明した構成を用いた超音波測定について説明する。
【００６６】
実施の形態１のような半導体パッケージ２６では、従来用いていたように樹脂モールド３３の表面をトリガとする方法だと、時間遅れ（位相のずれ）のばらつきの影響が大きくなる。そこで、まず、トリガ（基準信号又は基準界面）を樹脂モールド３３の表面以外にデータ演算部７４（又は、基準界面判定部８０及びデータ演算部７４）で設定する。
【００６７】
ここで、トリガ（基準信号）とする界面の位置は、まず、最終的な被測定部であるハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との接合部から超音波探触子２１側に存在する必要がある。これは、トリガからの時間遅れ（位相のずれ）に基づいて、被測定部（ハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との接合部）を測定するため、この被測定部よりも先にトリガが計測される必要があるためである。
【００６８】
まず、トリガの設定方法について説明する。実際には、このトリガの設定方法は、例えば、後述するステップＳ２で行われる。
【００６９】
トリガは、その用途から、周囲の波形よりも大きな信号強度を持つ必要がある。超音波反射波形が大きな強度（振幅強度）を持つためには、界面の２つの材質の音響インピーダンス差が大きい必要がある。今、２つの物質間の音響インピーダンスをそれぞれＺ１、Ｚ２とすると、音圧反射率Ｒは、
Ｒ＝（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｚ２＋Ｚ１）
で表される。この関係から、音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面での反射波をトリガとする必要がある。
【００７０】
本発明者が様々な検討を行った結果、実施の形態１では、インターポーザ２９の材質としてエポキシ樹脂を用い、インターポーザ側パッド３０の材質として銅を用いている。このため、それぞれの音響インピーダンスは、エポキシ樹脂：２．９〜３．６で銅：４５．８（以下、インピーダンスの単位は１０ｋｇ／ｍｓ）である。実施の形態１の構成においては、これら２層間（インターポーザ２９とインターポーザ側パッド３０との間）の音響インピーダンス差が、他の２層間の音響インピーダンス差と比較して、最も大きいため、この界面での信号をトリガとする。また、より精度を高めるためには、単に、２つの層間の音響インピーダンス差が、他の２つの層間の音響インピーダンス差と比較して、最も大きい界面を基準界面とするのではなく、以下のように定義してもよい。２つの層間の音響インピーダンス差が所定の閾値よりも大きく、かつ、照射される超音波の口径よりも大きな面積を有する界面であって、接合部の近く、すなわち、インターポーザ側パッド３０又は基板側パッド２８の近くに位置する界面を基準界面と定義してもよい。もし、音響インピーダンスの差が前記所定の閾値よりも大きくない場合には、後述する実施の形態２又は実施の形態３を適用して、基準界面を予め形成するようにしてもよい。基準界面を設定する条件としては、一例として、エポキシ系の樹脂の音響インピーダンスが２．９〜３．６、基準界面に用いる金属（Ｃｕ，Ａｇなど）の音響インピーダンスがおよそ２０〜５０であることから、インピーダンス差が１０以上である界面を基準界面に用いればよい。
【００７１】
また、このような基準界面を設定する手段として、基準界面判定部８０を制御部２３内に備えて（図１Ｂ参照）、２つの層間の音響インピーダンス差をそれぞれ演算して互いに比較して最も大きい界面を基準界面と判定してもよい。又は、基準界面判定部８０で、予め形成された基準界面の有無を判定して、基準界面がある場合には、その基準界面を使用する一方、基準界面が無い場合には、２つの層間の音響インピーダンス差をそれぞれ演算して互いに比較して、最も大きい界面を基準界面と判定するようにしてもよい。基準界面判定部８０で判定した結果情報は、測定位置データメモリ７７と判定部７５とマスターデータ保持メモリ７６とにそれぞれ出力されて記憶されるようにしてもよい。
【００７２】
図３は、横軸が時間で、縦軸が振幅である、実施の形態１の超音波測定における超音波波形を示す図である。
【００７３】
図３において、インターポーザ２９とインターポーザ側パッド３０との界面での信号をトリガ３４（時刻ｔ５）とし、そこから被測定部での信号であるゲート３５（時刻ｔ６）の位置をデータ演算部７４で特定する。実施の形態１では、構成物それぞれの厚み及び音速とからデータ演算部７４で計算して発生時間をデータ演算部７４で算出した結果、トリガ３４の発生より３１ｎｓｅｃ後に、ハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との界面の信号（ゲート３５）の波形が発生することが分かる。
【００７４】
ゲート３５での波形強度の評価方法としては、このようにして半導体パッケージ２６内の構成よりデータ演算部７４で求めたトリガ３４（基準界面）とゲート３５（測定対象界面）との時間差（位相差）を用いてゲート３５の位置をデータ演算部７４で特定し、入力部２２から予め入力された閾値とこの位置での波形信号の振幅強度をデータ演算部７４で比較して、測定対象界面（例えば、接合面）の良否を判定部７５で評価（判定）する方法を用いる。すなわち、閾値よりも波形信号の振幅強度が小さい場合には、不良と判定部７５で判断する。また、閾値よりも波形信号の振幅強度が大きいか同じである場合には、良好と判定部７５で判断する。
【００７５】
続いて、前述の、閾値との比較による評価方法以外の別の評価方法について説明する。
【００７６】
図４の（ａ）は、実施の形態１の超音波測定におけるゲート位置の波形強度評価を示す図であり、図４の（ｂ）は、実施の形態１の超音波測定におけるマスターデータの一周期を示す図であり、図４の（ｃ）は、実施の形態１の超音波測定における相関係数値を示す図である。
【００７７】
実施の形態１での波形の評価方法は、良品状態と分かっているハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との接合部の波形をデータ演算部７４で切り出して、マスターデータとしてマスターデータ保持メモリ７６に予め保存しておき、このマスターデータと実際の測定データ（Ａ／Ｄ回路７２からのデジタル情報）との相関関数（相関係数値）をデータ演算部７４で評価する方法を用いる。
【００７８】
まず、データ演算部７４において、トリガ３４の時間位置を、始点Ｔ＝１とする。以下、下記する手順で、トリガ３４（基準界面）での波形信号を始点として特定された半導体パッケージ２６の測定対象界面をデータ演算部７４で測定する。
【００７９】
続いて、図４の（ｂ）に示すように、データ演算部７４において、マスターデータを時間軸方向（図４の紙面右側）にシフトしながら、測定データとの相関係数データ列をデータ演算部７４で作成する。
【００８０】
次に、データ演算部７４で、測定データとマスターデータの始点（Ｔ＝１）を合わせて、相関係数値を取る。
【００８１】
次に、データ演算部７４において、マスターデータの始点をＴ＝２、つまり、測定波形の２点目に合わせて相関係数値を取る。これを、トリガ３４からの測定データの長さをＮとし、マスターデータの一周期の長さをｎとして（ただし、Ｎ＞ｎ）、データ演算部７４において、Ｔ＝Ｎ−（ｎ＋１）まで続けて、それぞれのＴで相関係数を算出し、図４の（ｃ）に示す相関係数データ列をデータ演算部７４で作成する。
【００８２】
図５は、図４の（ｃ）を詳細に表した、実施の形態１の超音波測定の相関係数データ列を示す図である。
【００８３】
図５において、横軸は時間Ｔ、縦軸は相関係数値である。データ演算部７４において、マスターデータと測定データの接合部波形が一致した時の相関係数値を相関係数データ列の最大値点３６（時刻ｔ７）とし、この最大値点３６での相関係数値を評価値とする。
【００８４】
ハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との接合部が正常な接合状態であれば、測定データはマスターデータと近い波形となるため、相関係数値は１に近くなる。逆に、ハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との接合部の接合状態が良好でなく、クラック又はボイドなどが発生している場合は、相関係数値は１よりも小さい値となる。
【００８５】
このような相関係数を用いた判定方法では、従来は、測定データ全体に対してマスターデータを時間軸方向にシフトする必要があったため、計算時間の増加と、マスターデータが接合部以外を誤認識するという問題があった。しかし、実施の形態１のように、トリガをデータ演算部７４で設け、その位置から相関係数処理をデータ演算部７４で行うことにより、計算時間の削減と、誤認識の可能性が減少するという効果が得られる。
【００８６】
このようにして、半導体パッケージ２６の表面でなく、半導体パッケージ２６の内部の特徴箇所（電極接合部又は電極接合部の近くの部分でかつ音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面）をデータ演算部７４（又は、基準界面判定部８０及びデータ演算部７４）でトリガ３４とし、それに基づいてゲート３５をデータ演算部７４（又は、基準界面判定部８０及びデータ演算部７４）で設定して接合部の検査（測定）をデータ演算部７４で行う。これにより、インターポーザ２９などの厚み公差によって発生したばらつきにより、ハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との界面の位置が安定しなかった場合でも、トリガ位置以降のみの測定で、被測定部の検査（測定）をデータ演算部７４で行うことができ、精度の高い超音波測定が可能となる。
【００８７】
具体的には、基板側パッド２８とインターポーザ側パッド３０とがハンダ３１で接合された接合部すなわち電極点が複数配置された半導体パッケージ２６を測定対象物とするため、各電極点において、それぞれトリガをデータ演算部７４で検出して、ハンダ接合部の波形判定をデータ演算部７４で行い、判定部７５で良否を判定する。
【００８８】
以上のように、本発明によれば、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対して、時間遅れのずれ等の影響を従来よりも大幅に軽減することができ、高精度に超音波測定を行うことができる。ここで、図２の１点鎖線Ｇで示すように、超音波が、樹脂モールド３３からインターポーザ２９を経てハンダ３１に至る経路を通過するとき、合計３種類の層を通ることになる。基準界面が電極部に存在する場合、基準界面と電極部との間に樹脂モールド３３とインターポーザ２９とが介在せず、水２５などの媒体と樹脂モールド３３との界面及び樹脂モールド３３とインターポーザ２９との界面の影響が無視されるため、時間遅れのずれ影響を大幅に軽減することができる。
【００８９】
基準界面から順にマスターデータと比較する以外の方法を用いた場合の実施の形態１のフローについて、図６を用いて説明する。
【００９０】
図６は、実施の形態１の超音波測定のフローを示す図である。
【００９１】
図６において、まず、ステップＳ１で、測定対象物（実施の形態１では、半導体パッケージ２６）に超音波探触子２１から超音波を送信し、測定対象物のそれぞれの界面で反射した反射波を超音波探触子２１で受信する。
【００９２】
続いて、ステップＳ２で、超音波探触子２１で受信した複数の反射波による波形と、測定対象物の各層の構成に基づく界面の情報とに基づいて、トリガ（時間補正トリガ）３４をデータ演算部７４（又は、基準界面判定部８０及びデータ演算部７４）で設定する。
【００９３】
続いて、ステップＳ３で、測定対象物の各構成の厚さと音速とに基づいてトリガ３４と被測定部（実施の形態１では、ハンダ３１と基板２７との接合部）との時間差（位相差）をデータ演算部７４で検出する。
【００９４】
続いて、ステップＳ４で、データ演算部７４で得られたトリガ３４と各層の構成に基づく時間差（位相差）とに基づいて、ゲート３５の位置（測定箇所）をデータ演算部７４で設定する。
【００９５】
続いて、ステップＳ５で、トリガ３４から順に求めた、測定データとマスターデータとの相関係数に基づいて、ゲート３５の位置での反射波の波形をデータ演算部７４で評価し、被測定部の接合状態の良否を判定部７５で判定する。
【００９６】
以上のステップＳ１〜Ｓ５を測定対象物（半導体パッケージ２６）の全面に対して行うことで、測定対象物（半導体パッケージ２６）の超音波測定並びに評価（良否判定）を行うことができる。
【００９７】
なお、実施の形態１では、振幅強度が最大となる箇所を、音響インピーダンス差が最大となる基準界面としたが、ノイズ等の影響により最大振幅強度と基準界面が異なる場合は、それらを考慮して、最大振幅強度以外の箇所を基準界面とすることも可能である。
【００９８】
前記実施の形態１によれば、測定対象物（例えば電子部品、より具体的には半導体パッケージ２６）の表面でなく、半導体パッケージ２６の内部の特徴箇所（電極接合部又は電極接合部の近くの部分でかつ音響インピーダンス差の大きな物質層間の界面）をデータ演算部７４（又は、基準界面判定部８０及びデータ演算部７４）でトリガ３４とし、それに基づいてゲート３５をデータ演算部７４（又は、基準界面判定部８０及びデータ演算部７４）で設定して接合部の検査（測定）をデータ演算部７４で行うようにしている。これにより、インターポーザ２９などの厚み公差によって発生したばらつきにより、ハンダ３１と基板２７の基板側パッド２８との界面の位置が安定しなかった場合でも、トリガ位置以降のみの測定で、被測定部の検査（測定）をデータ演算部７４で行うことができ、精度の高い超音波測定が可能となる。よって、超音波照射方向で複数の界面が交差する測定対象物に対しても、高精度な超音波測定方法及び超音波測定装置を提供することができる。さらに、前記超音波測定方法により測定されて良品評価された電子部品を製品として製造する電子部品製造方法、及び、超音波測定方法に使用される半導体パッケージをも提供することができる。
【００９９】
特に、この実施の形態１では、超音波測定方法の前記従来の課題を解決するため、基準面（基準界面）の取り方を工夫して前記従来の課題を解決しようとするものであり、半導体パッケージ又は基板の製造方法において基準面を作り込み、これを利用することにより、超音波測定方法を改善可能とするものである。
【０１００】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２の超音波測定動作を示す説明図である。
【０１０１】
図７において、測定対象物の他の例としての半導体パッケージ３７は、一例として、基板３８と、その基板３８の上面に設けられた基板側パッド３９と、その基板３８と接合されるインターポーザ４０と、そのインターポーザ４０の下面に設けられたインターポーザ側パッド４１と、基板側パッド３９とインターポーザ側パッド４１とを接合するための接合材の一例としてのハンダ４２と、インターポーザ４０とフリップチップ接続（図示せず）等で直接接続された半導体チップ４３と、半導体チップ４３を覆う樹脂モールド４４と、インターポーザ４０の内部でインターポーザ側パッド４１に接する位置に配置されたマーク４５とで構成されている。この半導体パッケージ３７が実施の形態１の半導体パッケージ２６と異なる点は、マーク４５が形成されていることである。
【０１０２】
このような半導体パッケージ３７は、以下のようにして製造される。
【０１０３】
まず、下面に多数のインターポーザ側パッド４１を有するインターポーザ４０であって、かつ、インターポーザ４０の内部のインターポーザ側パッド４１に接する位置にマーク４５が配置されたインターポーザ４０を用意する。
【０１０４】
次いで、インターポーザ４０の上面に半導体チップ４３がフリップチップ接続等で接続される。
【０１０５】
次いで、絶縁性の合成樹脂でインターポーザ４０上の半導体チップ４３を覆い、樹脂モールド４４を形成する。
【０１０６】
その後、ハンダ４２が、インターポーザ４０の各インターポーザ側パッド４１又は基板３８の各基板側パッド３９のいずれかに形成させる。
【０１０７】
次いで、ハンダ４２を介してインターポーザ４０の各インターポーザ側パッド４１と基板３８の各基板側パッド３９とを接続する。
【０１０８】
このようにして製造することにより、製造時に、基準界面（接合部良否判定用基準面）として機能しうる界面をマーク４５として作り込むようにする。すなわち、超音波照射時に反射して超音波の波形信号が取得可能な基準界面が、半導体パッケージ３７の内部のインターポーザ４０の内部でインターポーザ側パッド４１に接する位置に、マーク４５として、金などの薄い金属層を形成している。マーク４５として形成する金属層としては、インターポーザ４０と音響インピーダンス差のある材料を用いるとよい。インターポーザ４０にガラスエポキシを用いた場合、音響インピーダンスは２．９〜３．６であるため、物質固有の音響インピーダンスを考慮して、例えば銅（音響インピーダンスが４１．８）、銀（音響インピーダンスが３７．８）、Ａｕ（音響インピーダンスが６２．５）などをマーク４５の材料として使用することができる。
【０１０９】
基板３８の材料はエポキシ樹脂であり、基板側パッド３９の材料とインターポーザ側パッド４１の材料は銅（Ｃｕ）である。インターポーザ４０の材料はエポキシ樹脂である。ハンダ４２の材料は、Ｓｎ／Ｐｂ／Ｃｕ、若しくは、Ｓｎ／Ｐｂ／Ａｇといったハンダ合金、及び、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、Ｓｎ／Ｃｕといった鉛フリーハンダである。半導体チップ４３の材料はＳｉである。樹脂モールド４４の材料はエポキシ樹脂とフィラー（ＳｉＯ2）の混合物である。マーク４５の材料は金（Ａｕ）である。
【０１１０】
なお、実施の形態２での半導体パッケージ３７としては、一例として、パッケージサイズとシリコンサイズとが同じであるＣＳＰパッケージを用いている。
【０１１１】
ここで、マーク４５の厚みは、各電極（パッド）４１におけるマーク厚みにばらつきが発生しても影響が小さくなるように、極力薄くする必要がある。マーク４５の形成方法の一例としては、電極パッド４１を作製する前に、真空蒸着などでマーク４５を作製すればよい。より具体的には、インターポーザ４０に、マーク４５形成用の開口を有するメタルマスクを設置し、金などをインターポーザ４０に蒸着させて、マーク４５を形成することができる。マーク４５の配置箇所としては、全てのインターポーザ側パッド４１上の場合もあれば、一部のパッド４１には形成しない場合もある。例えば、図７のように、樹脂モールド４４からインターポーザ４０を経てハンダ４２に至る経路と、樹脂モールド４４からＳｉチップ４３及びインターポーザ４０を経てハンダ４２に至る経路とがある場合、同じ経路同士で電極間での測定結果の差が少ない場合は、マーク４５を２箇所のパッド４１に形成するだけでよい場合もある。しかしながら、同じ経路同士でも、実際には厚さなどにバラつきがあるため、各電極にマーク４５を形成して測定するほうが、高精度に測定することができる。マーク４５の最大の大きさはパッド４１のサイズであり、最小の大きさは超音波のスポットサイズ（５０ｕｍ（１１０ＭＨｚ）〜１５０ｕｍ（１０ＭＨｚ）、周波数に依存する。）とするとよい。マーク４５の形成の観点からは、大きさが小さいほど形成が難しくなる。このマーク４５により、トリガ位置を簡便に設定可能で、かつ、ばらつきの影響の少ない超音波測定が可能となる。
【０１１２】
続いて、実施の形態２の超音波測定方法について説明する。
【０１１３】
実施の形態１と同様に、超音波探触子２１から水２５を媒体として超音波を送受信する。
【０１１４】
次いで、超音波探触子２１で得られた波形に基づいて、被測定部（ハンダ４２と基板３８との接合部）を評価するが、実施の形態１とは違い、実施の形態２では、基準界面の別の例としてのマーク４５による反射波をトリガとしてデータ演算部７４で用いる。マーク４５に関する情報（例えば、マーク４５が半導体パッケージ３７に形成されているという情報、マーク４５の大きさ、配置位置、音響インピーダンス値などの情報）は、測定位置データメモリ７７に記憶されている。
【０１１５】
実施の形態２では、マーク４５に金（Ａｕ）を用いているため、その音響インピーダンス差（マーク４５とインターポーザ側パッド４１との音響インピーダンス差）は６２．５となる。すると、このマーク４５とインターポーザ側パッド４１との音響インピーダンス差は、実施の形態１でのインターポーザ側パッド３０とインターポーザ２９との差よりも大きくなり、データ演算部７４でトリガを、より容易に設定することができる。
【０１１６】
このように、実施の形態２では、マーク４５を半導体パッケージ３７内部に埋め込む形にし（埋設物とし）、マーク４５の材質又はインターポーザ４０の材質を自由に設定することで、音響インピーダンス差を調整することができ、音響インピーダンス差の大きいトリガを発生させることができる。
【０１１７】
図８Ａは、実施の形態２の時刻ｔ＝０での超音波測定動作を示す説明図であり、図８Ｂは、実施の形態２の時刻ｔ＝０での超音波測定動作における波形を示す図である。また、図９Ａは、実施の形態２の時刻ｔ＝１での超音波測定動作を示す説明図であり、図９Ｂは、実施の形態２の時刻ｔ＝１での超音波測定動作における波形を示す図である。
【０１１８】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ここでは、半導体パッケージ３７の内部にマーク４５を埋め込んだ構造を対象として説明する。ここでは、まず、マーク４５の界面に焦点を合わせ、そこを基準として、さらに焦点位置を調整し、目的とするハンダの界面を観測する。
【０１１９】
まず、超音波探触子２１からの超音波の焦点を、インターポーザ４０とマーク４５の接合部に超音波探触子駆動部２１ａで合わせることを考える。ここで、インターポーザ４０とマーク４５との界面での反射波の発生時刻Ｔｔｒｉｇは、前述したように、半導体パッケージ３７の構成物の厚みと音速とよりデータ演算部７４で計算して、予め求めておく。なお、Ｔｔｒｉｇは、樹脂モールド４４の表面での反射波形を時刻ｔ＝０とした時の時間である。実施の形態２では、インターポーザ４０とその周囲に設けられた半導体チップ４３のシリコンとの公差（厚みのばらつき）が存在するため、その近辺の微少時間ΔＴも含めたＴｔｒｉｇ±ΔＴの区間で最も波形が大きくなる焦点距離を探す。
【０１２０】
図８Ｂに示すように、トリガであるインターポーザ４０とマーク４５との界面での反射波は、他の界面での反射波よりも強度値が大きいため、波形自体は測定しやすい。ここでは、トリガが最も大きな信号強度になる位置を探すために、超音波探触子２１を半導体パッケージ側（図８Ａの紙面下側）に超音波探触子駆動部２１ａにより移動させる。その後、トリガ波形強度が最も大きくなった際の焦点距離Ｄｔｒｉｇの距離をデータ演算部７４でその内部メモリに保存しておく。
【０１２１】
続いて、図９Ａに示すように、ハンダ４２と基板側パッド３９とに超音波探触子２１の焦点を超音波探触子駆動部２１ａで合わせる。焦点距離Ｄｔｒｉｇからの降下距離ΔＤは、同種類の（すなわち、材料が同じ）半導体パッケージをデータ演算部７４で予め測定して求めておく。
【０１２２】
図９Ｂに示すように、降下距離ΔＤは、ハンダ４１の厚みと音速とに基づいて、焦点距離Ｄｔｒｉｇからの超音波の到達時間をデータ演算部７４で計算し、その時間位置をデータ演算部７４で特定しておく。
【０１２３】
次に、ハンダ４２と基板３８との接合部の波形が最も大きな強度になるまで、超音波探触子２１を半導体パッケージ側（図９Ａの紙面下側）に降下させる。焦点距離Ｄｔｒｉｇからの降下距離がΔＤであり、実際の測定では、初期測定のみ降下距離ΔＤを求め、以後の測定では、焦点距離Ｄｔｒｉｇに基づいて超音波探触子駆動部２１ａで調整することで、焦点が合った状態とすることができる。
【０１２４】
この方式により、半導体パッケージ３７の厚み公差（厚みのばらつき）により発生する焦点位置のばらつきを補正することが可能となる。
【０１２５】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３の超音波測定動作を示す図である。
【０１２６】
図１０において、実施の形態３と実施の形態２（図７）との違いは、実施の形態２でのインターポーザ４０の内部のマーク４５の代わりに、実施の形態３では、基板３８の内部にマーク４６を設けて、このマーク４６を、基準界面のさらに別の例としている点である。ここで、基板３８より下（図１０の紙面下側）の層は存在しないため、マーク４６の材質は超音波が全反射する材質でもよく、例えば、マーク４６の例として空隙層とすることもできる。また、基板３８の材質を変更し、基板３８の材質と基板側パッド３９の材質との音響インピーダンス差を大きくし、超音波の反射強度を大きくすることも考えられる。この場合、基板３８の材質と基板側パッド３９の材質との界面が基準界面のさらに別の例となる。
【０１２７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、前述の実施の形態１〜実施の形態３のいずれかを用いて、測定対象物（半導体パッケージ）の内部の傷を探す超音波探傷において、トリガを超音波探触子２１の焦点位置合わせに用いる方法について説明する。
【０１２８】
超音波探傷は焦点型の探触子を用いることが多く、そのため測定対象物（半導体パッケージ）への焦点位置合わせが重要となってくる。既に述べたように半導体パッケージには厚みのばらつき（公差）が存在するため、焦点位置を予め設定しておいても、実際に測定する半導体パッケージでは、厚みの分だけ誤差が発生してくる。実施の形態４では、トリガを用いることで、半導体パッケージ毎に焦点位置合わせを行う。
【０１２９】
このようにして焦点位置合わせを行った後に、超音波探傷を行うことで、より精度が向上した検査を行うことができる。
【０１３０】
なお、本発明の先の実施の形態では、超音波反射波の振幅強度信号を解析することを特徴としているが、透過法といった他の手段系に関しても、基本的な手法、課題、解決案が同じ場合であるとともに、同様の構造を有する測定対象物であれば、実施の形態４の方法を適用できる可能性がある。
【０１３１】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることはもちろん言うまでもない。
【０１３２】
例えば、各パッドの材質は、銅、金、又は、銀などを使用することができる。
【０１３３】
また、従来例で示したように電子部品にリード線があり、かつ、リード線が測定作業に妨げとなる場合には、リード線で超音波が遮断又は妨害される可能性のある領域以外の領域で、基準界面を設定すればよい。
【０１３４】
なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【０１３５】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明の超音波測定方法は、複数の界面が内部に積層されて超音波照射方向において前記複数の界面が交差する半導体パッケージの非破壊検査等の用途に適用できる。また、本発明の電子部品製造方法は、前記超音波測定方法により測定されて良品評価された電子部品を製品として製造する電子部品製造方法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１の超音波測定方法を実施するための超音波測定装置の概略構成図
【図１Ｂ】実施の形態１における前記超音波測定装置の制御部などのブロック図
【図２】実施の形態１の超音波測定動作を示す説明図
【図３】実施の形態１の超音波測定における超音波波形を示す図
【図４】（ａ）実施の形態１の超音波測定におけるゲート位置の波形強度評価を示す図、（ｂ）実施の形態１の超音波測定におけるマスターデータの一周期を示す図、（ｃ）実施の形態１の超音波測定における相関係数値を示す図
【図５】図４（ｃ）を詳細に表した、前記実施の形態１の超音波測定の相関係数データ列を示す図
【図６】実施の形態１の超音波測定動作のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態２の超音波測定動作を示す説明図
【図８Ａ】実施の形態２の時刻ｔ＝０での超音波測定動作を示す説明図
【図８Ｂ】実施の形態２の時刻ｔ＝０での超音波測定動作における波形を示す図
【図９Ａ】実施の形態２の時刻ｔ＝１での超音波測定動作を示す説明図
【図９Ｂ】実施の形態２の時刻ｔ＝１での超音波測定動作における波形を示す図
【図１０】実施の形態２の超音波測定動作の別方式を示す図
【図１１】従来の超音波測定方法の基本構成図
【図１２】従来の超音波測定の概略図
【図１３】従来の超音波測定における超音波波形を示す図
【図１４】従来の超音波測定による超音波反射波の波形を示す図
【図１５Ａ】実施の形態１の超音波測定動作での良否判定の判定基準である閾値を波形強度の最大値が越えており、良品判定される場合を示すグラフ
【図１５Ｂ】実施の形態１の超音波測定動作での良否判定の判定基準である閾値よりも波形強度の最大値が小さく、不良品判定される場合を示すグラフ
【符号の説明】
【０１３８】
２１  超音波探触子
２５  水
２６，３７  半導体パッケージ
２７，３８  基板
２８，３９  基板側パッド
２９，４０  インターポーザ
３０，４１  インターポーザ側パッド
３１，４２  ハンダ
３２，４３  半導体チップ
３３，４４  樹脂モールド
４１  埋設物
７４  演算部
【図１Ａ】
0005221314.tif 000002
【図１Ｂ】
0005221314.tif 000003
【図２】
0005221314.tif 000004
【図３】
0005221314.tif 000005
【図４】
0005221314.tif 000006
【図５】
0005221314.tif 000007
【図６】
0005221314.tif 000008
【図７】
0005221314.tif 000009
【図８Ａ】
0005221314.tif 000010
【図８Ｂ】
0005221314.tif 000011
【図９Ａ】
0005221314.tif 000012
【図９Ｂ】
0005221314.tif 000013
【図１０】
0005221314.tif 000014
【図１１】
0005221314.tif 000015
【図１２】
0005221314.tif 000016
【図１３】
0005221314.tif 000017
【図１４】
0005221314.tif 000018
【図１５Ａ】
0005221314.tif 000019
【図１５Ｂ】
0005221314.tif 000020